کشف پروتون و نوترون

کشف پروتون ها

کشف پروتون ها به سال 1815 برمی گردد، زمانی که شیمیدان انگلیسی ویلیام پروت پیشنهاد کرد که همه اتم ها از اتم های هیدروژن (که از آنها به عنوان پروتیل یاد می شود) تشکیل شده اند. هنگامی که پرتوهای کانال (یون‌های با بار مثبت که توسط گازها تشکیل می‌شوند) توسط فیزیکدان آلمانی یوگن گلدشتاین در سال 1886 کشف شد، مشاهده شد که نسبت بار به جرم یون هیدروژن در بین همه گازها بالاترین است. همچنین مشاهده شد که یون هیدروژن کوچکترین اندازه را در بین تمام گازهای یونیزه شده دارد.

هسته اتم توسط ارنست رادرفورد در سال 1911 در آزمایش معروف ورق طلا کشف شد. او نتیجه گرفت که تمام ذرات دارای بار مثبت در یک اتم در یک هسته منفرد متمرکز شده اند و بیشتر حجم اتم خالی است. او همچنین بیان کرد که تعداد کل ذرات با بار مثبت در هسته برابر است با تعداد کل الکترون های با بار منفی موجود در اطراف آن.

چه کسی پروتون ها را کشف کرد؟

کشف پروتون به ارنست رادرفورد نسبت داده می شود که ثابت کرد هسته اتم هیدروژن (یعنی یک پروتون) در هسته تمام اتم های دیگر در سال 1917 وجود دارد.

بر اساس نتایج به دست آمده از آزمایش ورق طلا، رادرفورد نیز با کشف هسته اتم اعتبار دارد.

پروتون چگونه کشف شد؟

• ارنست رادرفورد مشاهده کرد که آشکارسازهای سوسوزن او هسته‌های هیدروژن را هنگامی که پرتوی از ذرات آلفا به هوا پرتاب می‌شد، شناسایی کردند.
• پس از بررسی بیشتر، رادرفورد دریافت که این هسته های هیدروژن از اتم های نیتروژن موجود در جو تولید می شوند.
• او سپس اقدام به شلیک پرتوهای ذرات آلفا به گاز نیتروژن خالص کرد و مشاهده کرد که تعداد بیشتری از هسته های هیدروژن تولید می شود.
• او به این نتیجه رسید که هسته های هیدروژن از اتم نیتروژن منشاء می گیرند و ثابت می کند که هسته هیدروژن بخشی از تمام اتم های دیگر است.
• این آزمایش اولین آزمایشی بود که یک واکنش هسته‌ای را گزارش کرد که با معادله ارائه شد: ¹⁴N + α → ¹⁷O + p (که α یک ذره آلفا است که شامل دو پروتون و دو نوترون است و ‘p’  یک پروتون است).
• هسته هیدروژن بعدها “پروتون” نام گرفت و به عنوان یکی از اجزای سازنده هسته اتم شناخته شد.

کشف نوترون ها

کشف نوترون ها را می توان به سال 1930 ردیابی کرد، زمانی که فیزیکدانان هسته ای آلمانی هربرت بکر و والتر بوته مشاهده کردند که یک شکل نافذ از تشعشع تولید می شود که ذرات آلفای ساطع شده توسط پولونیوم بر روی عناصر نسبتاً سبک مانند لیتیوم، بریلیم، و بور برخورد می کنند. این تابش نافذ تحت تأثیر میدان های الکتریکی قرار نگرفت و بنابراین، تابش گاما در نظر گرفته شد.

در سال 1932، دانشمندان فرانسوی فردریک ژولیوت کوری و ایرنه ژولیوت کوری مشاهده کردند که این تشعشعات نافذ غیرمعمول، هنگامی که بر موم پارافین (یا سایر ترکیبات غنی از هیدروژن) برخورد می کند، باعث بیرون راندن پروتون های با انرژی بالا (5 مگا ولت) می شود. . فیزیکدان ایتالیایی Ettore Majorana وجود یک ذره خنثی در هسته اتم را پیشنهاد کرد که مسئول نحوه برهمکنش تابش با پروتون ها است.

وجود ذرات خنثی در هسته اتم ها نیز توسط ارنست رادرفورد در سال 1920 پیشنهاد شد. او پیشنهاد کرد که یک ذره با بار خنثی، متشکل از یک پروتون و یک الکترون متصل به یکدیگر، نیز در هسته اتم ها وجود دارد. او اصطلاح «نوترون» را برای اشاره به این ذرات با بار خنثی ابداع کرد.

چه کسی نوترون ها را کشف کرد؟

فیزیکدان بریتانیایی سر جیمز چادویک در سال 1932 نوترون ها را کشف کرد. او در سال 1935 جایزه نوبل فیزیک را برای این کشف دریافت کرد.

توجه به این نکته ضروری است که نوترون اولین بار توسط ارنست رادرفورد در سال 1920 نظریه پردازی شد.

نوترون ها چگونه کشف شدند؟

• جیمز چادویک تابش آلفا را به ورقه بریلیم از منبع پولونیوم شلیک کرد. این منجر به تولید یک تشعشع بدون بار و نافذ شد.
• این تشعشع بر روی موم پارافین، هیدروکربنی که محتوای هیدروژن نسبتا بالایی دارد، ایجاد شد.
• پروتون های خارج شده از موم پارافین (هنگامی که توسط تابش بدون بار برخورد می شود) با کمک یک محفظه یونیزاسیون مشاهده شدند.
• محدوده پروتون های آزاد شده اندازه گیری شد و برهمکنش بین تابش بدون بار و اتم های چند گاز توسط چادویک مورد مطالعه قرار گرفت.
• او به این نتیجه رسید که تشعشع نافذ غیرمعمول شامل ذرات بدون بار است که (تقریباً) جرم یکسانی با یک پروتون دارند. این ذرات بعدها “نوترون” نامیده شدند.

سوالات متداول

چه کسی اولین نظریه اتمی را بیان کرد؟

فیلسوفان یونانی لوسیپوس و دموکریتوس فرضیه قدیمی اتمی را در قرن پنجم قبل از میلاد ارائه کردند و فیلسوف و شاعر رومی لوکرتیوس آن را در قرن اول قبل از میلاد احیا کرد.

چه کسی نام اتم را گذاشت؟

دموکریتوس اما وقتی صحبت از کلمه اتم می شود، باید به 400 سال قبل از میلاد برگردیم. و سپس دموکریتوس، فیلسوف بزرگی بود که کلمه یونانی atomos را اختراع کرد که به معنای غیرقابل قطع است. در نتیجه، همانطور که او استدلال کرد، همه مواد ممکن است به ذرات متمایز و ریز موسوم به اتم کاهش یابد.

آیا استات سدیم قوی است یا ضعیف؟

در آب، استات سدیم یک الکترولیت قوی است. موقعیت هیدروکسید سدیم به عنوان یک پایه قوی پیروز می شود. باعث می شود حتی اسید ضعیفی مانند اسید استیک تقریباً به طور کامل به یون ها تجزیه شود (با ربودن پروتون ها). و الکترولیت قوی هر چیزی است که اساساً 100 درصد به یون تجزیه می شود.

برای مطالعه درباره یون ها به این لینک مراجعه کنید.

نظریه دالتون چیست؟

نظریه اتمی دالتون اولین تلاش جامع برای تعریف همه ماده ها بر حسب اتم ها و ویژگی های آنها بود. طبق اولین مؤلفه نظریه او، همه مواد از اتم های غیرقابل تقسیم تشکیل شده اند. جزء دوم این نظریه بیان می کند که همه اتم های یک عنصر خاص جرم و ویژگی های یکسانی دارند.

نظریه اتمی دالتون رو در اینجا به صورت کامل بخوانید.

شکست نظریه اتمی دالتون چیست؟

نظریه اتمی دالتون نمی تواند تفاوت در ویژگی های بین آلوتروپ های مختلف یک عنصر را توضیح دهد. طبق این فرضیه، برای ایجاد ترکیبات، عناصر باید در نسبت های ساده و کامل با هم ترکیب شوند. با این حال، همیشه اینطور نیست.